“基于UG的汽车产品三维设计”课程学习体会

茅冬琳　武和全

摘 要 文章介绍了UG NX中UG建模模块、装配模块的设计方法。针对课程学习过程中存在的问题，分享学习UG软件的经验。

关键词 UG 建模 装配 学习方法 思想体会

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2016.04.063

Abstract This paper introduces the design method of UG modeling module， the assembly module of UG in NX. Aiming at the existing problems in the process of learning， learning to share the experience of UG software.

Key words UG； modeling； learning methods； experience

0 引言

当今世界制造业蓬勃发展，其发展的不懈动力在于数字化技术的开发与发展。UG NX是数字化产品开发系统，它集CAD/CAM/CAE于一体，具有强大的建模能力，虚拟装配能力及灵活的工程图设计能力，功能覆盖了从概念设计到产品设计的整个生产过程，为制造行业产品开发的全过程提供了解决方案。随着UG NX的迅速发展及制造业的发展需求，目前UG被广泛应用于通用机械、模具、航空航天、造船及汽车等领域。为适应技术和社会发展需要，学校有针对性的为我们车辆工程专业开设了“基于UG的汽车产品三维设计”课程，要求我们熟练地掌握UG软件功能并能应用于实践。

1 UG建模模块、装配模块设计方法

UG拥有丰富的应用模块，课程教学中我们主要学习了UG建模模块、装配模块。

1.1 建模模块

UG的建模模块十分强大，主要包括实体建模（UG/Solid Modeling）、特征建模（UG/Features Modeling）、自由曲面建模（UG/Freeform Modeling）。

这一应用模块中学习的关键是草图的绘制，利用草图建模可以弥补特征建模只能对简单图形建模的局限，通过轮廓、艺术样条、偏置曲线等工具初步绘制与实体相关联的二维图形，为满足草图对象在坐标面的位置以及图形本身的大小和形状，可以使用尺寸约束和几何约束对草图进行编辑，继而对已完成的草图进行拉伸，旋转等操作来实现实体建模。通过草图建模，操作便捷且易于修改，大大提高了建模效率。

下面以连杆的创建为例。

（1）建立连杆杆身草图。如图1。选定ZY平面为草图绘制平面，应用直线、圆弧、圆等命令绘制连杆杆身的剖面。（绘图过程先画形后定尺寸，利用快速修剪、自动判断尺寸简化绘图步骤）

（2）完成草图，用拉伸命令选定已创建的草图为曲线，确定矢量方向及拉伸距离实现拉伸。如图2。（若需稍作改动，可重新编辑草图；若拉伸失败，则可通过在编辑草图的环境下，利用约束来显示错误并加以改正）

（3）通过建立草图、拉伸，创建连杆杆身I型断面，完善连杆杆身、连杆大头与连杆小头，应用求和、拔模、面倒圆、边倒圆、倒斜角等命令完成连杆建模。如图3。

1.2 装配模块

装配模块提供了自底向上和自顶向下的装配方法。自底向上指的是先零件建模，然后进行总装配体的装配，因其可以直接精准装配，简单快速，在日常生活中广泛应用。自顶向下指的是先建总装配图，然后建零件图，在装配过程中可以进行零部件的设计和编辑，零部件可灵活地配对和定位，并保持其关联性。下面介绍连杆组件的装配方法（自底向上）：

（1）确定需要进行装配的组件：连杆、衬套、轴瓦、连杆盖、活塞。如图4。

（2）确定装配顺序。添加部件连杆和衬套，装配约束→同心→选定衬套与连杆小头上的对象，实现连杆与衬套的装配；再依次添加轴瓦、连杆盖、螺栓，分别完成相应的装配。添加组件时可一次性添加需要装配的部件，避免反复添加，也可单个添加、装配，保证界面的简洁，便于操作。如图5。

装配约束包括接触对齐、同心、距离、中心等诸多方式，部件间的配合可通过不同的约束方式实现；对于不同的对象，应用同一种约束方式，其效果也大相径庭。例如螺栓与连杆盖、连杆的装配，选定螺栓与连杆盖上相应的圆环，应用“接触对齐”→“自动判断中心/轴”；再选定两个需要接触的面，以“接触对齐”→“接触”分两步进行装配。也可选定螺栓的轴和连杆盖上与螺栓相配合的孔，通过“接触对齐”→“自动判断中心/轴”直接进行装配。对于初学者，在操作装配的过程中，往往会因为选择的对象或选用的约束方式不当无法正确装配，有时在花费了大量时间后误打误撞装配成功，但不能真正掌握要领，甚至在遇到相同的装配要求的情况下依然无从下手。因此学习和应用UG NX装配模块的过程要做到细致、开拓、反思、总结。

2 UG学习方法及建议

（1）学习必要的基础知识，有针对性地学习软件功能。所谓“合抱之木，生于毫末；九层之台，起于累土；千里之行，始于足下。”万丈高楼平地起，要想熟练地应用UG软件，首先要掌握基本命令的操作，以及实体建模、曲面造型等常用的基本应用。但是，UG的功能复杂多样，要面面俱到是不可能的，也是没有必要的，实际工作中应用的是其一部分，对于难得一用的功能，即使学了也会很快忘记，徒然浪费时间。因此，对于必要的，常用的功能应重点学习，真正领会其基本原理和应用方法，做到融会贯通。

（2）注重设计造型思路的培养。如果说学习命令使用方法是学习UG的基础，那么开拓创新设计的思维，培养造型思路便是学习UG的核心。UG为设计者提供了设计造型的便利环境，其版本多样，但基本功能、操作方式大同小异，唯有培养了造型思路，才能对不同版本的UG软件，甚至于其他的设计软件应用自如。就像文人墨客写文章，有了清晰的思路，才能文思泉涌，下笔有神。

（3）讲究效率，一丝不苟，持之以恒。学习UG是一个不断练习，发现问题，解决问题的过程，被一个问题绊住，迟迟无法解决是常有的事，这种情况下，要懂得利用网络、求助同学、老师或者换个思维、积极尝试，切忌钻牛角尖，孤军奋战。也有很多人学习之初热情满满，但是三天打鱼两天晒网，轻易地被难题打败，或是不甘于花费时间学习，逐渐丧失了学习热情，学个皮毛便不了了之。没有坚持不懈的毅力，没有深入钻研的精神，没有另辟蹊径的智慧，没有认真严谨的态度，不单单在学习UG的方面无所获，在做人与工作中也将无所成。

3 UG课程学习体会

“基于UG的汽车产品三维设计”是一门综合性较强的学科，它在要求同学们灵活应用软件设计建模的同时，还考验了同学们对汽车构造知识的掌握，更激发了同学们创新的热情。

兴趣是最好的老师。第一堂课老师为我们展示了应用UG软件绘制的车身、汽车模型、自动变速器的装配图及爆炸图等，充分激发了同学们的学习热情。这门课程摆脱了以往的以老师向学生单向教授的教学模式，在课程学习过程中，同学们听取了老师讲解的重点和难点，利用老师提前录制的教学视频在空余时间学习命令，自主练习。课堂的大部分时间则由同学们自己按照老师的要求完成相应的练习，培养了我们自己发现问题和解决问题的能力。通过一个学期的学习，笔者认为学习UG的关键在于六个字：多练、多问、多想。

首先是多练，即博学之，笃行之。如果把才华比作剑，那么勤奋就是磨刀石。假如只看教材不实际操练，不但会局限在书本里单一的设计方法中，禁锢了思维，而且无法发现自己学习的漏洞，掌握软件的使用要领。在练习的过程中也不是简单地照着书本按部就班，要在理解的基础上进行操作。当然，只依靠教材是远远不够的，还可以通过网络教学视频，老师的视频教程边看边练，对于绘图中的疑难点可以反复观看录像，模仿其操作过程，体会其操作精髓直至掌握为止。教学视频更直观地为我们展现了命令的使用方法，提高了我们（下转第146页）（上接第141页）的学习效率，增强了学习效果。学习不是一蹴而就的，起初学习命令可以选择简单的实例，如凸轮轴，连杆等，由易到难，逐步练习，在灵活应用部分命令的基础上再练习如减速器等稍复杂的构件。

其次是多问，即审问之。UG是一款功能丰富，应用广泛的软件，它可以用于创建三维实体，亦可以绘制二维草图，生成工程图，它包含很多命令，自学难度较高，时常难以理解教材上的讲解，操作步骤只知其然，不知其所以然。学习最忌讳的就是囫囵吞枣，糊弄过关，学习UG绝不能含糊任何步骤，要发扬打破砂锅问到底的精神，多与同学交流，解决问题，从而加深理解，甚至作适当的延伸，举一反三，以探究的欲望激发深入学习的热情。此外，积极与同学探讨学习方法，有利于取长补短，更正自己学习过程中存在的弊端 ，少走弯路。

最后是多想，即慎思之，明辨之。“学而不思则罔，思而不学则殆”，学与思相辅相成。学习UG不是依葫芦画瓢地进行机械操作，不在于追求学会使用的命令个数，它是在练习手动操作的基础上更应注重思考的过程。那么我们需要思考什么？（1）思考软件中的命令如何使用，如何便捷地使用，何时使用；（2）思考一个特征的不同的创建方法，是否有更便捷的方法，是否有更合理的设计；（3）思考设计过程不顺畅，出现诸多错误警告的原因；（4）思考如何将生活中的实物通过UG设计出来；（5）思考自己近阶段学习的成果。我们需要思考的问题有很多，需要总结的内容有很多，不善于思考，甚至不屑于思考的人，只会止步不前。

4 结语

学习UG讲究的是过程，这是个充满挫折，磨练心智，考验智慧的漫长过程；是逐步掌握一个软件，为专业课程学习奠定基础的至关重要的过程；是开拓思维，推陈出新的有意义的过程。不要在困难前面徘徊犹豫，而要以扭转乾坤的意志，舍我其谁的气魄突破难关；不要以学会命令为目的，而要以学以致用为目标；不要循规蹈矩，固步自封，而要勇于标新立异，独树一帜。学习UG，自我总结，自我升华，提升个人专业素养。

参考文献

[1] 张黎骅，吕小荣.UG NX 6.0 计算机辅助设计与制造实用教程.北京大学出版社，2009.

[2] 王晓英，李森.基于UG NX的模具三维建模与装配设计.机械设计与制造，2007（3）.